谈压差控制阀之双管供暖应用

    根据前面的分析可知:在设计工况下进行设计时,自然作用压头可以不考虑,管路的阻力损失ΔP3为最大。而在实际运行过程中,由于存在自然作用压头,管路的阻力损失ΔP3又较小,故根据式(1)可知:运行过程中,户引入口作用压差总是大于等于设计工况下的户引入口作用压差,因此在设计工况下,只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的总阻力损失,那么运行过程中,户引入口作用压差就总是大于等于设计工况下户内系统的总阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时,可以很容易做到。
    另外,由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动,因此只要控制户引入口的作用压差ΔPS的最大值,就能够保证运行过程中温控阀不超过它的最大工作压差。根据文献[3~4]可知:在设计工况下,户内系统包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应超过30kPa,因此在运行过程,只要控制ΔPS的最大值不超过30kPa,就能保证温控阀的正常工作。
    (2)方案1分析的小结通过前面的分析可知:为保证运行过程中,温控阀上的实际作用压差不超过其正常工作最大压差,用户引入口的最大作用压差不超过30kPa,因此根据式(1)有:ΔPS =ΔP1 +ΔP2 -ΔP3 kPa从上式可知:当ΔP3=0时,户引入口的作用压差ΔPS最大,故根据上式有:ΔP1≤30 -ΔP2 kPa上式中,对于自然作用压头ΔP2,在设计工况下,各用户所随的值最大[2],并且其最大值可以由下式计算:ΔP2=gH(ρh-ρg) kPa式中:H—上供下回式双管系统中,为建筑物的高度;下供上回式双管系统中,为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高,m.ρh、ρg—设计工况下,供回水温度所对应的水的密度,kg/m3.故有ΔP1≤30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa因此,当仅在供暖引入口设压差控制阀时,其控制压差必须小于等于30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa,才能保证系统运行过程中,温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的最大压差。另外,由于设计工况下进行水力计算时,不考虑自然作用压头,故根据式(2)有:△P1=△P'3+△P's由此可见,只有当设计工况下最不利环路的阻力损失(△P'3+△P's)小于30-gH(ρh-ρg)/1000kPa时,才可以采用方案1.
    2.方案2
    在每组共用立管上设压差控制阀本方案只适应于供下回式双管系统。参照前面对式(1)各参数的分析,方案2在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头同样可以不考虑,因此压差控制阀的控制压差ΔP1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失(△P'3+△P's),其中为△P'3为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失,另外,为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差ΔPS不超过30kPa,ΔP1同样应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa,当ΔP1大于该值时,就不应采用方案2.
    3.方案3:
    在每户引入口设压差控制阀对于大型的供暖系统,当无法采用方案1和2时,就应采用本方案。其压差控制阀的控制压差ΔP1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,其中包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa[3~4].此时,各共用立管上只需设截止阀或闸阀,起关闭作用。
    在本方案中,由于压差控制阀的调节作用,在系统的运行过程中,自然作用压头和系统流量的变化,不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过,为了在运行过程中保证压差控制阀的正常工作,其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差控制阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和,因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时,自然作用压头可作为安全裕量,不予考虑。因为如果要考虑自然作用压头,一方面会使水力计算更复杂,另一方面自然作用压头不恰当的取值,会导致运行过程中,压差控制阀的资用压差小于其设计压差,有可能导致压差控制阀即使全开,通过的流量也不能满足用户要求。
    另外在设计时应注意的是:供暖系统中所使用的压差控制阀一般都有最大工作压差限制,当作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时,阀就会被压坏,因此在使用方案2和3时,如果运行过程中,室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系统中所使用压差控制阀的最大工作压差时,就必须在供暖引入口设其它型号的压差控制阀,控制整个供暖系统的压差。此时,该压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。
    4.户内和户外系统形式对于户内系统,根据前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由,为减少运行过程中,温控阀作用压差的波动范围,应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统,也建议采用异程式系统。因为同一供暖系统,当采用异程式时,其系统的总阻力损失一般要比采用同程式更小[2].这样,可以减小供暖系统引入口所需要的资用压头。
    三、结论
    (1)分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头可以不考虑,户内和户外系统应采用异程式。
    (2)选用方案1时,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失(△P'3+△P's),并且ΔP1应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa.
    (3)选用方案2时,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失(△P'3+△P's),并且ΔP1也应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa.
    (4)方案3适应于大型供暖系统,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa.
    参考文献:
    1、戈特.磨擦勒,雷纳特.奥贝尔,编着,供暖控制技术,北京:中国建材工业出版社,1998
    2、贺平,孙刚,编着,供热工程(新一版),北京:中国建材工业出版社,1993
    3、DBJ01-605-2000新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程(北京市标准)
    4、DB29-26-2001集中供热住宅计量供热设计规程(天津市标准)